Mikromechanische Modellierung von Formgedächtnismaterialien

4.5. Experimentelle Validierung 97
Zur Berücksichtigung der Rücktransformation müsste k 3 für den Entlastungspfad verändert
werden. Da die Experimente, mit denen das Modell in diesem Abschnitt verglichen werden
soll, jedoch ausschließlich im Be- und nicht im Entlastungspfad durchgeführt wurden, kann
dieser Aspekt im Folgenden vernachlässigt werden.
Durch die genannten Vereinfachungen konnte eine Abschätzung der lastinduzierten Martensitreorientierung
getroffen werden, die nur noch von der Art der im Versuch anliegenden
Spannung (hier: einachsiger Zug), aber nicht mehr von der dadurch verursachten Dehnung
abhängen. Dies vereinfacht den Vergleich zwischen experimentellen und analytischen Ergebnissen,
da eine genaue Messung aller sechs Dehnungskomponenten mit einem hohen
experimentellen Aufwand verbunden wäre.
In Abb. 4.24 ist der Vergleich zwischen der experimentell gemessenen Orientierungsdichte
in der Prüfkörperebene und den entsprechenden mikromechanischen Triebkräften für drei
verschiedene Netzebenen dargestellt. Offensichtlich weisen die Ergebnisse große Ähnlichkeit
zueinander auf. Lediglich im Falle des 002-Rings sagt das mikromechanische Modell
einfache Peaks bei 90 und 270 ◦ voraus, während experimentell Doppelpeaks beobachtet wurden.
Ein möglicher Grund hierfür liegt darin, dass durch die vereinfachenden Annahmen zu
Beginn dieses Abschnittes die Anisotropie im Materialverhalten des monoklinen Martensits
im mikromechanischen Modell keine Berücksichtigung mehr findet.
Für die hier beschriebenen Experimente wurden flache Probenkörper verwendet (1, 8 mm
dick, 6 mm breit, 10 mm lang), welche durch Kaltwalzen hergestellt wurden. Durch diesen
Herstellungsvorgang bildet sich im Inneren des bearbeiteten Bleches eine starke Textur aus.
Indem nun ein Probenkörper entlang der oder senkrecht zur Walzrichtung aus dem Blech
herausgeschnitten wird, lassen sich Experimente mit unterschiedlichen Vortexturen durchführen.
Während für die Diagramme in Abb. 4.24 eine entlang der Walzrichtung orientierte Probe
verwendet wurde, zeigt Abb. 4.25 entsprechende Kurven für einen senkrecht zur Walzrichtung
orientierten Testkörper. Es zeigt sich hierbei, dass sowohl die experimentellen als auch
die analytischen Daten eine Verbreiterung des Peaks für den 020-Ring voraussagen. Für den
002-Ring ergeben sich nun auch experimentell einfache Peaks bei 90 und 270 ◦ , deren Breite
allerdings vom Modell noch nicht korrekt erfasst wird.
Die größte Abweichung zwischen experimentellen und analytischen Ergebnissen weist der
-111-Ring auf. Da dieser Plot auch die geringsten Werte der thermodynamischen Triebkraft
aufweist, kann angenommen werden, dass hier vom mikromechanischen Modell noch nicht
berücksichtigte Aspekte des Materialverhaltens, wie beispielsweise Oberflächenenergieanteile,
dominieren.